JP4441599B2 - 蛋白質スクリーニング装置 - Google Patents
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精製部を温調状態として生体成分からなる試薬、サンプルの保存を行うと共に、分注ロボ
ット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部を一体結合して自動処理及び小型化を達成するため
の新規な改良に関する。
挙げていないが、一般に、蛋白質、低分子化合物等の生体成分は一般的に熱により変性し
易いため、最適な温度管理下でスクリーニングを行う必要がある。しかし磁性微粒子を用
いた自動化装置においては、それら生体成分が入れられる保管庫や攪拌精製部を最適な温
度に制御しても、そこにアクセスする分注機構用の開口部を通じて外気が流入したり、搭
載されるモータや電源等発熱源の影響で温度管理が困難である。また装置全体を温度管理
することは温度調節機・密閉機構の大型化にもつながることから、従来の装置の多くは装
置全体は常温のままとし、蛋白質や低分子化合物等のサンプルを入れるチューブやプレー
トを直接冷却あるいは加熱する方式を取っている。
また、試薬ストッカ部及び攪拌精製部が独立して構成されていた。
題が存在していた。
すなわち、前述の蛋白質スクリーニング装置においては、但しこの方式では溶液をチューブやプレートから分注し常温の装置内で移送される際に温度変化してしまう危険性がある。
また、人間が入れる程の大きさを持つ恒温槽内でスクリーニングするケースもあるが、
大きな恒温槽はコスト高であり、また冷却された環境下で人間が長時間作業するには問題
がある。
従来の装置内部のほとんどの部位が常温であり、直接冷却又は加温されているチューブ
・プレートから分注移送する際に温度変化を生じ、生体成分を変性させてしまう危険性がある。
また、装置の全体構成が一体結合されていないため、設置スペースが大型化し、小型化されたユニット構成の装置を得ることは困難であった。
すなわち、筺体内に設けられた少なくとも試薬ストッカ部と攪拌精製部が温調状態に保
たれているため、試薬等の移動時及びスクリーニング中の温度変化を最小限に防ぐことが
でき安定したスクリーニングを行うことができる。
また、分注ロボット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部を一体結合しているため、ディス
ポーザブルチップの取り出し、試薬等の吸引、試薬等の攪拌精製、抽出サンプルの回収等
を全自動で行うことができる。
また、筺体内全体を試薬ストッカ部及び攪拌精製部の内部の設定温度に近付けて温調されているため、分注ロボットによって試薬等を移動させる際においても温度変化を避ける
ことができる。
また、攪拌精製部に上澄み回収プレートが設けられているため、結合プロセス終了後、
磁性微粒子に結合されずに上澄みに残ったサンプル(蛋白質、化学物質)を別の容器に回収することもできる。
試薬、サンプルの保存を行うと共に、分注ロボット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部を一
体結合して自動処理及び小型化を達成するようにした蛋白質スクリーニング装置を提供す
ることを目的とする。
説明する。
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、例えば、ゲノム情報に基づく全遺伝子やその産物である全蛋白質を総括的に解析する「ゲノム・プロテオーム解析技術」、疾病にかかわる遺伝子の情報に基づいて薬剤を効率よく開発する「ゲノム創薬」、個人の遺伝子情報に基づいて各人に合った医療を施す「テーラーメイド医療」等において、蛋白質、特に生体レセプターや医療品候補物質を高速で単離、精製することを必要とする分野並びに蛋白質の抽出、精製に関連する分野において適用されるものである。
全体形状が箱状をなすと共に気密性を有する筺体2の上部には、この筺体2内全体を設定
温度に保つことができるように構成するための筺体調温部3が設けられている。尚、この
筺体2内は後述の試薬ストッカ部12及び攪拌精製部13内の設定温度近くに温調される
ように構成されている。
側部には3枚扉からなるカバー体7が開閉自在に設けられている。
この筺体2の下面には、キャスター8と足9が設けられ、筺体2の移動と固定が自在に
できるように構成されている。
図4において筺体2のベース10上には、左側から分注ロボット11(例えば、特許第
3595809号公報において周知構成)と、この分注ロボット11に隣接しかつ一体状に結合すると共に複数の試薬ストッカ12aを有する試薬ストッカ部12と、この試薬ストッカ部12に隣接しかつ一体状に結合した攪拌精製部13とが互いに一体状に結合した状態で配設されている。
ヘッド15は、例えば、9個のチップラックホルダ16を有するチップラック17上を2
軸方向(X軸とY軸)、上下動及び支軸11aを介して旋回自在に構成されており、このチップラックホルダ16は例えば複数本のディスポーザブルチップ(図示せず)を有している。
前記分注ヘッド15は、この各チップラックホルダ16の中のディスポーザブルチップ
15aを1本又は複数本チャッキングして移動することができ、この分注ヘッド15を試
薬ストッカ部12上に移動させて所定の試薬ストッカ12a内の試薬又はサンプル等の液
体を吸引して攪拌精製部13側に移動することができるように構成されている。
すなわち、この攪拌精製部13は、横長形状の断熱構造からなるボックス30内に内蔵され水平X軸駆動部31により横行自在に構成された水平移動テーブル32を有しており、この水平移動テーブル32上には、後述の図7で示す攪拌用ディスポーザブルチップ60の数と同数の96個の穴(図示せず)を有する上澄み回収プレート33、攪拌精製プレート34及び抽出サンプル回収プレート35が長手方向に沿って並設されている。
また、前記攪拌用ディスポーザブルチップ60を用いて、攪拌精製プレート34の上澄み液等からなる排液を排液トレイ51の中へ捨てるように構成されている。
このスクリーニング手順は、結合、洗浄、抽出工程に大別され、まず、結合工程について説明する。
(結合工程)
A.分注ロボット11の分注ヘッド15に分注量に適した分注ノズル(図示せず)とディスポーザブルチップ15a(必要に応じて1本、8本、12本のうちのいずれか)を装着し、図8で示すように、試薬ストッカ部12へ移動する。
B.試薬ストッカ部12に収容されている試薬のサンプルである蛋白質(あるいは化学物質)と磁性微粒子を各々個別に吸引する。
D.図7、図8で示すピストンポンプ61を降下させて攪拌精製プレート34の各穴内に、各攪拌用ディスポーザブルチップ60を挿入して吸引と吐出によるピペッティング動作を行うことにより攪拌する。
E.次に、磁石昇降駆動機構41が上昇して磁石40が攪拌精製プレート34の外部底面42に接合することにより、磁性微粒子に結合した蛋白質あるいは化学物質と液体(結合しなかった蛋白質あるいは化学物質を含んだ上澄み)を分離(固液分離)する。
G.前記攪拌精製プレート34内に前記分注ロボット11を用いて洗浄用試薬を吐出する。
H.前述と同様に攪拌用ディスポーザブルチップ60を降下させ、前記ピペッティングに
より攪拌する。
I.前述と同様に上澄みを吸引して固液分離する。
J.吸引した上澄みを、前記排液トレイ駆動機構50を作動させて排液トレイ51を移動
させ、排液を排液トレイ51に吐出して廃棄する。
K.前記攪拌精製プレート34内に分注ロボット11を用いて解離用試薬を吐出する。
L.前述と同時に前記ピペッティングにより攪拌する。
M.前述と同時に磁石40を用いて固液分離を行う。
N.抽出した蛋白(あるいは化学物質)サンプルが含まれる上澄みを攪拌用ディスポーザブルチップ60を用いて抽出サンプル回収プレート35に回収する。
尚、前述の各動作の説明においては、分注ロボット11の移動、水平移動テーブル32の移動、磁石昇降駆動機構41の昇降動作については、一部省略している。
2 筺体
3 筺体温調部
11 分注ロボット
12 試薬ストッカ部
13 攪拌精製部
15 分注ヘッド
16 チップラックホルダ
24 温調部
30 ボックス
31 水平X軸駆動部
32 水平移動テーブル
33 上澄み回収プレート
34 攪拌精製プレート
34a 底部内面
35 抽出サンプル回収プレート
40 磁石
41 磁石昇降駆動機構
42 外部底面
50 排液トレイ駆動機構
51 排液トレイ
60 攪拌用ディスポーザブルチップ
61 ピストンポンプ
62 上下駆動機構
Claims (1)
- 全体形状が箱状をなす筺体(2)内に設けられた分注ロボット(11)、複数の試薬ストッカ(12a)を有する試薬ストッカ部(12)及び攪拌精製部(13)とを備え、前記分注ロボット(11)の分注ヘッド(15)でチャッキングした1本又は複数のディスポーザブルチップ(15a)を前記各試薬ストッカ(12a)のうちの何れかに挿入して試薬を吸引し、前記分注ヘッド(15)を前記攪拌精製部(13)上に移動させ、前記各ディスポーザブルチップ(15a)内の試薬を前記攪拌精製部(13)の攪拌精製プレート(34)上に供給すると共に、前記攪拌精製部(13)に上下動自在に設けられたピストンポンプ(61)の複数の攪拌用ディスポーザブルチップ(60)による吸引/吐出によって前記攪拌精製プレート(34)上の前記試薬を攪拌するようにした蛋白質スクリーニング装置において、
前記試薬ストッカ部(12)と攪拌精製部(13)には温調部(24)が設けられ、前記攪拌精製プレート(34)を設けた水平往復移動自在な水平移動テーブル(32)上には、前記攪拌精製プレート(34)に並設して上澄み回収プレート(33)及び抽出サンプル回収プレート(35)が設けられ、前記水平移動テーブル(32)の下方位置には、磁石昇降駆動機構(41)により昇降自在な磁石(40)が設けられ、前記攪拌精製プレート(34)の外部底面(42)に接合自在に構成され、前記攪拌精製プレート(34)内で蛋白質が付着した磁性微粒子を前記磁石(40)で前記攪拌精製プレート(34)の底部内面(34a)に磁気吸着するように構成され、前記水平移動テーブル(32)を内蔵した前記攪拌精製部(13)のケーシング(22)の上部には、排液トレイ(51)を移動させるための排液トレイ駆動機構(50)が設けられ、前記攪拌精製プレート(34)、上澄み回収プレート(33)、抽出サンプル回収プレート(35)及び排液トレイ(51)内には、前記攪拌用ディスポーザブルチップ(60)の数と同数の穴が形成されていることを特徴とする蛋白質スクリーニング装置。
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2005
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